非饱和水在双层孔隙介质中渗流的定性实验

本文主要介绍关于非饱和水在双层孔隙介质中渗流定性实验的方法和主要结果。使用由粗 -细颗粒石英砂层 (第 类组合 )及黄土 -石英砂层 (第 类组合 )组成的两类双层孔隙介质 ,用可视玻璃箱作为实验箱体 ,分别采用红色罗丹明 B和曙红 Y为示踪剂进行渗流定性实验。在由介质上表面定时喷淋清水条件下 ,分别观测了当示踪剂在第 、 两类双层孔隙介质“顶层释放”及示踪剂和石英砂混合后铺设在黄土内 (第 类组合 )的“中间释放”情况下 ,示踪剂的渗流路径和扩展情况。无论在“顶层释放”还是在“中间释放”情况下 ,尽管粗颗粒层很薄 ,但均观察到非饱和水的绕流现象。距释放时间较长时 ,“顶层释放”的示踪剂在粗颗粒层下方中央形成一条明显的空隙 ;而由土体“中间释放”的示踪剂在粗颗粒层下方中央形成一条狭窄的示踪剂色带 ,两者形成了互补景象。另外 ,在未喷水的静置条件下 ,“中间释放”的示踪剂随着静置时间的增大而向上。

非饱和水通过双层孔隙介质渗流的定量实验

非饱和水通过双层孔隙介质的渗流对于放射性废物近地表处置库的顶盖设计具有重要意义。本文主要介绍非饱和水通过以黄土 (细颗粒 )和石英砂 (粗颗粒 )组成的双层孔隙介质渗流定量实验的装置、方法及其结果。从实验结果可见 :黄土中的非饱和水在下渗过程中遇到石英砂层时 ,即使石英砂层很薄 ,且粒度很小 ,下渗水也发生绕流现象 ;相对绕流量的大小随水的喷淋强度的增大而减小 ,随石英砂层厚度的增加而增加。另外 ,实验发现 ,相当部分的绕流水是紧贴石英砂层的下表面运动的。由实验结果推断 ,在石英砂粒径 0 .2～ 0 .4 5 mm、埋深 2 0 cm情况下 ,不起绕流作用的石英砂层厚度≤ 1mm;对于≥ 2mm厚的石英砂层 ,相对绕流量达 10 0 %的喷淋强度需低于 5 mm/

双层孔隙介质中非饱和渗流的水势分布与变化

水势反映土壤水的能态 ,而水势梯度则是决定水流方向和速度的重要因素。本文主要介绍非饱和水通过以黄土 (细颗粒 )和石英砂 (粗颗粒 )组成的双层孔隙介质渗流的水势分布和变化的实验方法和主要实验结果 ,用以进一步分析解释以前工作中观察到的非饱和水在双层孔隙介质中的绕流现象。实验结果表明 :在喷水强度一定情况下 ,石英砂层中的水势随石英砂层厚度的增加而减小 ;在石英砂层厚度一定情况下 ,石英砂层中的水势随喷水强度的增加而增大 ;石英砂层上方的水部分通过石英砂层向下流动 ,部分绕过石英砂层向下流动 ;绕过石英砂层的水部分地紧贴石英砂层下表面向石英砂层下方的黄土中流动。

^(90)Sr在双层孔隙介质迁移过程中比活度分布“低谷”的成因与特征

简要介绍了人工喷淋条件下在非饱和黄土中进行的核素迁移实验。实验所用示踪剂为90Sr和237Np、238Pu、241Am等超铀核素,示踪源是上述示踪剂的硝酸盐溶液与石英砂的均匀混合物;石英砂的粒径在0.2～0.45mm之间;示踪源层尺寸为120cm×50cm,厚0.7cm,挖坑浅埋于地表下50cm深处;喷淋强度为5mm/h、3h/d;实验历时1078天;每半年在实验坑采集1个土芯样,经切割成样品后送实验室测量样品中核素的比活度,得到核素比活度的纵向分布。本文主要对90Sr的实验结果进行了数据处理,发现90Sr在双层孔隙介质中迁移时,比活度分布出现一“低谷”。文中以90Sr为例讨论了比活度分布“低谷”的成因和特征。由于石英砂层的存在,作为核素迁移载体的水的运移产生绕流,使得90Sr在石英砂层下方的迁移距离远小于85Sr在单一黄土介质中的迁移。